国际电气工程先进技术译丛 电力系统频率鲁棒控制 原书第2版

国际电气工程先进技术译丛 电力系统频率鲁棒控制 原书第2版
作者： （伊朗）哈桑·贝朗尼 著
出版时间： 2016年版
丛编项： 国际电气工程先进技术译丛
内容简介
　　《电力系统频率鲁棒控制》（原书第2版）系统地讲解了电力系统负荷频率鲁棒控制方法，讨论了市场管制条件下的频率控制问题，介绍了风力发电等可再生能源发电系统参与电网频率调节的方法、微电网的频率控制方法以及虚拟同步发电机的频率控制方法。《电力系统频率鲁棒控制》（原书第2版）含有大量的频率控制器设计与实时仿真实例，内容翔实，覆盖面广。《电力系统频率鲁棒控制》（原书第2版）可作为从事电力系统工作的工程技术人员的参考书，也适合作为高等院校电力系统运行与控制、新能源发电技术及其他相关专业的教学辅导书或自学教材。
目录
译者序
原书序
原书前言
第1章电力系统控制综述1
1.1发展概述1
1.2不稳定性问题2
1.3控制系统4
1.3.1概述4
1.3.2控制运行状态6
1.4SCADA系统6
1.5功角与电压控制8
1.6频率控制9
1.6.1频率控制的必要性11
1.7动态特性与时间常数12
1.8小结13
参考文献13
第2章频率控制与有功补偿16
2.1频率控制回路16
2.2一次与二次调节回路18
2.3频率响应建模19
2.4互联电力系统频率控制22
2.5LFC参与系数27
2.6频率运行标准28
2.7有功备用及其控制性能标准30
2.7.1有功备用/调节备用30
2.7.2性能控制标准31
2.8频率控制综合与分析综述33
2.9小结34
参考文献34
第3章频率响应特征与动态特性42
3.1频率响应分析42
3.2状态空间动态模型45
3.3物理限制49
3.3.1发电机组出力速率与死区49
3.3.2延时50
3.3.3不确定性51
3.4综合频率响应模型53
3.5下垂特性56
3.6小结57
参考文献58
第4章基于PI的频率鲁棒控制60
4.1H∞-SOF控制器设计61
4.1.1静止输出反馈控制61
4.1.2H∞-SOF61
4.2问题描述和控制框架63
4.2.1从PI到SOF控制的变换63
4.2.2控制框架63
4.3ILMI算法66
4.3.1算法改进66
4.3.2权系数选择69
4.4应用实例69
4.4.1算例研究69
4.4.2仿真结果71
4.5一种改进型可控输出向量74
4.6含时滞的频率调节77
4.7控制策略79
4.7.1时滞系统的H∞控制79
4.7.2问题描述80
4.7.3基于H∞-SOF的LFC设计81
4.7.4在三区域系统中的应用82
4.8实时仿真实验83
4.8.1电力系统仿真器83
4.8.2研究系统的配置84
4.8.3基于H∞-SOF的PI控制器86
4.9实验结果86
4.10小结88
参考文献89
第5章基于多目标控制的频率鲁棒调节92
5.1混合H2/H∞的技术背景93
5.2控制策略94
5.2.1基于多目标PI的LFC设计94
5.2.2不确定性建模97
5.2.3改进的ILMI97
5.2.4权向量的选取（μi，Wi）100
5.2.5三控制区域系统中的应用100
5.3讨论100
5.4实时仿真实验102
5.4.1研究系统的配置102
5.4.2PI控制器103
5.5仿真结果105
5.6采用优化算法的跟踪鲁棒性能109
5.6.1多目标GA109
5.6.2鲁棒性能跟踪110
5.7小结112
参考文献112
第6章μ理论和MPC在频率综合控制中的应用114
6.1基于μ理论的序贯频率控制设计114
6.1.1模型描述115
6.1.2综合流程116
6.1.3综合步骤119
6.1.4应用例子120
6.1.5仿真结果124
6.2基于μ理论的离散频率综合控制125
6.2.1综合方法论125
6.2.2应用实例127
6.2.3仿真结果130
6.3基于MPC的频率控制设计132
6.3.1模型预测控制133
6.3.2基于分散MPC的LFC136
6.4小结139
参考文献139
第7章电力市场环境下的频率控制141
7.1电力市场环境下的频率调节141
7.1.1频率调节的参与者142
7.1.2调节框架144
7.1.3调节市场146
7.2LFC动态和双边合同148
7.2.1建模149
7.2.2仿真实例152
7.3考虑双边合同的基于鲁棒PI的频率控制156
7.3.1基于H∞-PI的二次频率控制设计156
7.3.2基于H2/H∞-PI的二次频率控制设计157
7.4基于主体频率鲁棒控制163
7.4.1频率响应分析163
7.4.2控制策略165
7.4.3PI控制器的整定169
7.4.4实时仿真170
7.4.5实验结果173
7.4.6备注174
7.5基于智能/搜索方法的二次频率控制176
7.5.1基于XCSR的二次频率控制177
7.5.2基于搜索法的二次频率控制180
7.5.3基于GA的经济型二次调频183
7.6小结190
参考文献191
第8章紧急状态下的频率控制195
8.1频率响应模型195
8.1.1建模195
8.1.2紧急控制/保护动态分析197
8.1.3仿真实例199
8.2低频负荷减载（UFLS）203
8.2.1为什么减载203
8.2.2低频减载的文献简述204
8.3UFLS在多区域电力系统中的应用205
8.3.1定向负荷减载205
8.3.2一种集中式UFLS方案207
8.3.3基于频率变化率的定向减载方案208
8.3.4仿真实例211
8.4取代UFLS或UVLS的UFVLS214
8.5备注218
8.6小结219
参考文献219
第9章可再生能源和频率调节222
9.1概述和现存的挑战222
9.1.1现状与展望223
9.1.2新的技术挑战223
9.2最新发展224
9.2.1影响分析和一次调频224
9.2.2二次调频和所需的储备225
9.2.3紧急频率控制227
9.2.4基于电力电子器件的RES系统228
9.2.5惯性响应228
9.3计及RES影响的广义频率响应模型229
9.3.1广义频率响应模型229
9.3.2频率响应分析230
9.4性能标准修订的必要性232
9.5仿真研究233
9.5.1孤立的小型电力系统233
9.5.2用Δf/Δt替换df/dt238
9.5.324节点测试系统238
9.6可再生能源对频率调节的意义241
9.7小结242
参考文献242
第10章风电与频率控制247
10.1风能对频率特性的影响247
10.2风能渗透下的频率控制250
10.2.1新英格兰测试系统255
10.2.2实时仿真分析257
10.3风能对频率调控的意义259
10.3.1以往的工作和成就259
10.3.2风机频率响应261
10.4控制系统设计以提高风频率响应266
10.4.1P、PD和PI控制器设计266
10.4.2H∞控制273
10.4.3模型预测控制276
10.5小结277
参考文献277
第11章微网频率控制281
11.1微网结构和控制的背景281
11.1.1微网结构281
11.1.2微网控制282
11.2频率响应特性285
11.2.1频率响应模型285
11.2.2频率响应分析288
11.3基于广义下垂的控制综合293
11.3.1传统下垂控制293
11.3.2广义下垂控制(GDC)294
11.3.3基于广义下垂控制的控制设计295
11.4基于智能广义积分下垂的控制综合297
11.4.1基于粒子群算法的广义下垂控制设计297
11.4.2基于自适应模糊推理系统(ANFIS)的广义下垂控制(GDC)设计302
11.5小结305
参考文献305
第12章基于虚拟惯量的频率控制307
12.1基本原理和概念308
12.2微网中的VSG309
12.2.1含VSG的微网结构310
12.2.2VSG在微网控制中的作用312
12.3现有VSG拓扑结构和应用313
12.3.1拓扑1314
12.3.2拓扑2315
12.3.3拓扑3316
12.3.4拓扑4317
12.3.5VSG应用318
12.4基于虚拟惯量的频率控制319
12.4.1惯性和有功补偿319
12.4.2频率控制结构320
12.4.3实验结果322
12.5频率控制环节和时间尺度324
12.6技术挑战和未来探索需求326
12.7小结328
参考文献328
附录331
附录A331
附录B333
附录C335
附录D337